通过分子锁定和多阶段孔形成用于增强储存的煤中衍生硬碳的结构工程
Zhengbing Ren1,2, Qi Yang1, Yong Zhang1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS nano
|February 23, 2026
概括
这项研究使用分子锁定和多阶段孔形成来改进离子电池 (SIBs) 的基衍生的硬碳. 改进的结构提高了可逆容量和高速率的性能,以实现经济高效的能源存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 是离子电池 (SIB) 中硬碳阳极的低成本前体.
- 由于晶体尺寸大,间距狭窄,并且由于过度聚合和堆叠造成的孔隙有限,来自的硬碳素表现不佳.
- 解决这些局限性对于开发高性能SIB至关重要.
研究的目的:
- 为增强储存而设计基衍生硬碳的结构.
- 为了克服因过度石墨化和传统基硬碳中孔隙缺陷引起的性能限制.
主要方法:
- 使用氧化来控制聚合和晶体大小的分子锁定.
- 使用挥发性释放,Zn(NO3) 2分解和ZnO介导蚀刻的多阶段孔形成.
- 用光谱和微晶性特征来分析结构变化.
主要成果:
- 分子锁定减少了微晶体大小,扩大了层间间距.
- 多阶段的孔隙形成创造了高效的离子运输通路和储存场所.
- 可逆容量从152.18增加到344.09mAhg-1.1.
- 高速性能达到203.85 mAh g-1 在2 A g-1.1时.
结论:
- 开发的结构工程策略有效地解决了石墨化和孔隙缺陷在基衍生的硬碳.
- 这种方法显著提高了SIB阳极的储能性能.
- 这些发现为创建用于储能应用的先进,具有成本效益的硬碳材料提供了途径.


